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Werkstatt

Ressourcenmobilisierung

In dieser Werkstatt wollen wir die beeinträchtigte Mobilisierung kognitiver Ressourcen, die auf neurokognitive Schaltkreise abzielen, durch Interventionen und Technologien verbessern. Hierbei soll spezifischen altersbedingten und neurodegenerativen Anfälligkeiten cholinerger Schaltkreise entgegengewirkt werden, um Reservemechanismen zu aktivieren. Mittels Induktion von Plastizität und Entwicklung von Neurostimulationsansätzen werden Ressourcen mobilisiert und die kognitive Vitalität zu verbessert. Dieses Ziel wird mit einem skalen- und artenübergreifenden Ansatz verfolgt.

Mobilisierung kognitiver Ressourcen durch mechanismenorientierte Interventionen

Mechanismenorientierte Interventionen

Auf Grundlage eines mechanistischen Verständnisses der Dysfunktion neurokognitiver Schaltkreise werden wir neuartige Strategien für nicht-invasive Neurostimulation und Neuromodulation entwickeln, um die Widerstandsfähigkeit der Kognition zu erhöhen, den Zugang zu Hirnreserven zu erleichtern und der Fehlanpassung von Schaltkreisen entgegenzuwirken.
Unsere bisherigen Arbeiten deuten stark darauf hin, dass eine Hirnregion unter Einwirkung kontrollierter physikalischer Kräfte die neuronale Plastizität und die Bildung neuronaler Engramme fördern und stärken kann. Dies ist relevant für das episodische Gedächtnis, die räumliche Navigation, die Aufmerksamkeit, die Entscheidungsfindung und die Motivation.
Das übergeordnete Ziel ist es, die effiziente Nutzung kognitiver Ressourcen und letztlich die Anpassungsfähigkeit an die Umwelt zu fördern; und eine erweiterte kognitive Vitalität wiederherzustellen. In dieser Werkstatt werden wir (i) einen neuen, auf neurokognitive Schaltkreise ausgerichteten Ansatz für die Mobilisierung neuronaler Ressourcen bereitstellen, (ii) Berechnungsmodelle für die Interaktion neuronaler Schaltkreise über verschiedene Spezies hinweg erstellen und (iii) Neurostimulationstechnologien für die nicht-invasive Modulation der Ressourcenmobilisierung durch Ultraschall und Licht entwickeln und bewerten. Wichtige speziesübergreifende Ergebnisse wie räumliche Transkriptomik zur Erkennung von neuronalen Gedächtnis-Engrammen, fortgeschrittene Neurobildgebung (Zwei-Photonen-Mikroskopie, MRI/PET/SPECT), Elektrophysiologie und kognitive Bewertungen werden uns ein umfassenderes mechanistisches Verständnis dieser gezielten Interventionen ermöglichen.

"Ein tiefes Verständnis über neurobiologische Prinzipien wird die Weiterentwicklung kognitionsfördernder Intervention nach vorne treiben."

Prof. Dr. Stefan Remy

Modelle zur Übersetzung und Überbrückung verschiedener Spezies

In diesem werkstattübergreifenden Projekt nutzen wir computergestützte Modellierung, um die Grundlagen für die Übertragung unseres mechanistischen Verständnisses von Nagetieren auf nicht-menschliche Primaten und Menschen (in Zusammenarbeit mit der DECODE-Plattform) zu schaffen. Zunächst werden wir gemeinsame Ansätze entwickeln, die in allen Projekten zur Quantifizierung von artübergreifendem Verhalten verwendet werden. Kürzlich entwickelte M...

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Gedächtnisspuren zur Entwicklung kognitionsfördernder Interventionen nutzen

Die synaptische Plastizität verändert die Feuerrate der Neuronen, was wiederum die Darstellung der Ereignisse, die wir um uns herum erleben, bestimmt. Eine Gedächtnisspur, auch Engramm genannt, ist die zelluläre Darstellung dieser Erinnerungen. Wenn wir die synaptische Plastizität in einer Weise manipulieren können, die spezifisch für eine Erinnerung ist (z.B. eine bestimmte Melodie), könnten wir dem Gehirn helfen, das Lernen zu verbessern und...

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Inhibitorische Schaltkreise und gezielter molekularer Ansatz für die Ressourcenmob...

Inhibitorische Schaltkreise sind wichtige Regulatoren der neuronalen Feuerraten und der Engrammbildung. Die Präzision episodischer Erinnerungen hängt von spezifischen inhibitorischen Interneuronen und ihrer funktionellen Reifung in perineuronalen Netzen, anderen extrazellulären Matrixproteinen (ECM) und verschiedenen molekularen synaptischen Mechanismen ab. In diesem Projekt werden wir eine Strategie zur Beeinflussung von Engrammen durch Kontr...

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Gezielte Induktion von Plastizität

Acetylcholin (ACh) ist ein Neurotransmitter, der von Neuronen des basalen Vorderhirn, welche wiederum in den Kortex und den Hippocampus projizieren, produziert wird. Es wird mit einer Vielzahl von kognitiven Funktionen in Verbindung gebracht, darunter selektive Aufmerksamkeit und Gedächtnis. Kognitiver Abbau im Alter wird mit einer Verringerung der cholinergen Signalübertragung in Verbindung gebracht. Daher untersuchen wir in diesem Projekt di...

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Grenzüberschreitende Wissenschaft

Unsere
Werkstätten

Das übergeordnete Ziel unseres Forschungsclusters ist es, kognitive Beeinträchtigungen zu verstehen, zu behandeln und zu verhindern. Daher haben wir vier strategisch und thematisch verwandte Arbeitsbereiche entworfen, die zusammen vielfältige Aspekte der kognitiven Vitalität abdecken.

Unsere Arbeitsbereiche stehen für innovative Kooperationsstrukturen auf den Prinzipien neurokognitiver Schaltkreisforschung und Konvergenz. Darin vereinen wir die Bereiche kognitive Neurowissenschaften, klinische Medizin und Ingenieurwesen/Informatik, was zur Erforschung grundlegender Mechanismen und deren Umsetzung in klinische Anwendungen und Technologie führt.

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Teilhabe am Leben

Hirnprotektion

Ressourcenmobilisierung

Regenerationsförderung

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Wie funktioniert eigentlich das Zusammenspiel zwischen unserem Gehirn, unserem Körper und unserer Umwelt? Welche Einflüsse haben körperliche Erkrankungen auf unsere geistige Leistungsfähigkeit? Und warum sind wir an manchen Tagen leistungsfähiger als an anderen?
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Otto-von-Guericke-Universität
Institut für Kognitive Neurologie und Demenzforschung
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Heike Sommermeier
+49 391 67 25476 heike.sommermeier@med.ovgu.de
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